在地球范艾伦辐射带内围绕地球有一个“反物质”环。反物质和物质相遇会发生湮灭释放出大量能量,这个能量能为飞船提供动力吗?理论上,这些极其微量的反物质可以诱导未来核动力飞船上的核反应。
背景
一个反物质带已经被发现环绕地球,未来可能被用来为前往太阳系内其它行星的危险的高速旅行提供燃料。
反物质具有的特征和普通物质的相反例如质子带正电荷,反质子则带负电荷。当反物质和普通物质接触,它们壮烈地湮灭,释放出能量。意大利的Pamela(负载反物质探索和光核天体物理学)卫星,2006年发射,在被称为南大西洋异常的范艾伦辐射带最内层的一个区域发现了比预期多数千倍的反质子。这个异常似乎是大得多的反物质带的集中区域,是辐射带最内层的最靠近地球表面的点(约500公里高度),约束这个辐射带的地球磁力线在那里最弱。
研究
詹姆斯毕克福特,美国麻省剑桥draper实验室的高级技术员,计算出地球的反物质带包含160纳克反质子。这本身看上去不算多这些反物质的纯湮灭将只产生10千瓦小时的能量但是我们在地球上的粒子加速器内产生的反物质量和它相比,就少得可怜了。(例如,在美国伊利诺伊州的费米国家加速器实验室花费一整年时间,耗尽数百万美元,仅仅产生1纳克反质子,如果实验室特别为那个目的而使用的话。)
产生
反质子通过地球和来自太阳系外的入射的宇宙射线之间的相互作用而产生。宇宙射线是以接近光速运动的带电粒子,来自诸如超新星爆发和遗迹。当它们遭遇地球的大气层,它们和大气分子碰撞,并衰减生成反质子和反中子。因为它们带电荷,反质子被磁力线俘获,较深入大气层的反质子和普通物质的粒子快速地湮灭。然而,不带电荷的反中子能够逃逸回太空,在那里它们衰减为反质子并被高得多的地球磁场俘获,它们能够存活数年。
PAMELA发现了超量的60750MeV...
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